3.9起重机械新技术介绍（李向东）.pptx

起重机械新技术介绍江苏省特种设备安全监督检验研究院李 向 东2015年5月目 录1 起重机械现代设计理论和方法2 起重机节能设计技术3 状态（健康）监测与故障诊断技术4 虚拟试验技术5 安全评估技术6 风险管理技术1 起重机械现代设计理论和方法 目前我国起重机的设计能力薄弱、设计方法落后，所进行的设计主要是按许用应力法进行的，导致我国起重机与国外先进发达国家相比“粗、大、笨”，消耗了过多的材料和能源，严重影响了我国起重机产品的竞争能力。近些年， 国际上现代设计理论和现代设计方法应运而生，并且越来越受重视，如极限状态法、有限元法、优化设计等在国际上得到了越来越多的运用，值得欣喜的是，国内也逐步开始此方面工作的研究，如何快速使我国的起重机设计人员学习和掌握现代机械设计理论和现代设计方法，站在现代设计理论和方法的平台上不断设计出创新产品，这是提高我国起重机行业核心竞争能力，振兴我国起重机行业之关键所在。1.1 设计概述 随着现代工业的迅速发展和国内外市场竞争的加剧，起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，公众对起重机的要求也越来越高。因此，起重机的设计方法需不断地充实、完善，以保证所设计的起重机更符合实际使用工况、更注重功能性、经济性和可靠性的统一。 长期以来，起重机的设计方法多采用以古典力学和数学为基础的半理论、半经验设计法、类比法、直觉法等传统经典设计方法，设计过程反复多，周期长，精度差。随着计算机技术的不断发展和广泛应用，许多跨学科的现代设计理论和方法的不断涌现，使起重机的设计进入精确化、虚拟化、快速化、数字化、网络化的高质高效的新阶段。1.1.1 设计的定义 为满足人类与社会的功能要求，将预定的目标通过创造性思维，经过一系列规划、分析和决策，产生载有相应的文字、数据、图形等信息的技术文件，以取得最满意的社会与经济效益为目的，或通过实践转化为某项工程，或通过制造，成为产品，而造福于人类。1.1.2 产品设计的特征(1)需求特征。产品设计的目的是满足人类社会的需求，没有需求就没有设计。(2)创造特征。时代的发展，使人们的需求、自然环境、社会环境都处于变化之中，从而要求设计者适应条件变化，不断更新老产品，创造新产品。机车的发展历史，蒸汽机车内燃机车电力机车磁悬浮机车，印证了设计活动不断创造发明的特征。(3)程序特征。任何一种产品的设计都有一定的设计过程，是从明确设计任务到编制技术文件所进行的整个设计工作的流程。设计过程一般可分为四个主要阶段：产品规划、原理方案设计、技术设计和施工设计。这种过程叫做设计程序。按设计程序进行工作，才能提高效率，保证产品的设计质量。(4)时代特征。设计活动受时代的物质条件、技术水平的限制，如设计方法、设计手段、材料、制造工艺等。所以，各种产品设计都具有时代的烙印。内燃机车 蒸汽机车磁悬浮机车电力机车除盐水系统4套阳离子交换器4套阴离子交换器单套产水量在80~150m3/h，阳树脂采用氢型阳离子交换树脂。阴树脂采用201×7阴离子交换树脂系统采用并联运行。1.1.3 现代设计方法的特性(1) 程式性：研究设计的全过程。要求设计者从产品规划、方案设计、技术设计、施工设计到试验、试制进行全面考虑，按步骤有计划地进行设计。(2) 创造性：突出人的创造性，发挥集体智慧，力求探寻更多突破性方案，开发创新产品。(3) 系统性：强调用系统工程处理技术系统问题。设计时应分析各部分的有机关系，力求系统整体最优。同时考虑技术系统与外界的联系，即人一机一环境的大系统关系。(4) 最优性：设计的目的是得到功能全、性能好、成本低的价值最优的产品。设计中不仅考虑零部件参数、性能的最优，更重要的是争取产品的技术系统整体最优。1.1.3 现代设计方法的特性(5) 综合性：现代设计方法是建立在系统工程、创造工程基础上，综合运用信息论、优化论、相似论、模糊论、可靠性理论等自然科学理论和价值工程、决策论、预测论等社会科学理论，同时采用集合、矩阵、图论等数学工具和电子计算机技术，总结设计规律，提供多种解决设计问题的科学途径。(6) 数字性：将计算机全面地引人设计。通过设计者和计算机的密切配合，采用先进的设计方法，提高设计质量和速度。计算机不仅用于设计计算和绘图，同时在信息储存、评价决策、动态模拟、人工智能等方面将发挥更大作用。1.1.4 现代设计方法与传统设计方法的区别 传统设计方法基本上是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。 现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，它继承了传统设计的精华，吸收了当代科技成果和计算机技术。与传统设计相比，它则是一种以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。 现代设计方法与传统设计方法相比，其主要转变在于： (1) 产品结构分析的定量化； (2)